专题2光现象综合问题[回归课本＋易错压轴]——2022中考物理三轮冲刺

专题2：光现象综合问题

1.光的三种现象：

2.利用平面镜成像的特点作图：

（1）平面镜成像的特点：像与物大小相等；像、物到镜面的距离相等；像、物的连线与镜面垂直；物体在平面镜里所成的像是正立、等大的虚像。由于物体在平面镜里所成的像是正立、等大的虚像，故像应用虚线画出。

（2）由平面镜成像的特点知，物体和像关于镜面对称；S发出的光经平面镜反射，好像从镜子里的像发出的，根据这个规律完成光路。

3.平面镜成像实验：

（1）选两只同样大小的蜡烛是为了研究像、物大小的关系；刻度尺用来探究像、物到镜面的距离关系。

（2）结论：平面镜所成的像与物大小相同，像、物到镜面的距离相等，对应的像、物上的点的连线与镜面垂直，所成的像是虚像，像、物关于镜面对称。

A．利用玻璃板透明的特点，可以观察到玻璃板的另一侧，便于找到像的位置；

B．另外一支相同的蜡烛与竖立在玻璃板前面的蜡烛的像能完全重合，可知蜡烛和它成的像大小相等；

C．虚像光屏接收不到，实像光屏能接收到；

D．从玻璃板的两面都能反射光，利用光的反射现象可知能成两个像；

e．平面镜成像的特点：物像等大、等距、连线与镜面垂直；

f．如果玻璃板没有放正，所成的像不在水平面上，以后无论怎样移动另一支蜡烛都不能与像重合。

4.光的三种现象的实例：

5.光的色散：太阳光经过三棱镜后，在光屏上被分解为赤、橙、黄、绿、蓝、靛、紫光。

色光的三原色是红、绿、蓝，混合成为白光。

6.看不见的光：

红外线：热效应强，穿透云雾的能力强。加热物体、红外遥控、控制全自动水龙头中水的流动。

紫外线：杀菌、消毒；验钞机防伪。过量照射对人体有害，重则引起皮肤癌。

根据光的反射规律，判断反射角、入射角度数

分清以下关系即可：

1.如上图所示，各个角间的关系：∠1—入射光线与反射面的夹角；∠2—入射角；∠3—反射角；

∠4—反射光线与反射面的夹角。∠1=∠4 ；∠3=∠2。∠1+∠2=∠4+∠3=900。

2.AO沿顺时针旋转，入射角减小，反射角减小，反射光线与入射光线的夹角变小。反之，AO沿逆时针旋转，入射角增大，反射角增大，反射光线与入射光线的夹角变大。

3.法线NO始终平分反射光线与入射光线的夹角。

【易错练习】

1．（2021•泰州）下列现象中，由于光的反射形成的是（　　）

A．泰州大桥在水中的“倒影” 

B．日食 

C．雨后天空出现的彩虹 

D．池水变“浅”

【解析】解：A、泰州大桥在水中的“倒影”，属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，故A正确；

B、当月球转到太阳和地球中间并且三者在一条直线上时，月球挡住了太阳照射在地球上的光线，地球处在月球的影子里，这就形成了日食，日食的形成说明光是沿直线传播的，故B错误；

C、雨过天晴时，常在天空出现彩虹，这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的，白光经水珠折射以后，分成各种彩色光，这种现象叫做光的色散现象，所以说雨后的天空出现彩虹是由光的色散形成的，故C错误；

D、池底反射的光从水中斜射入空气中时，发生折射，折射光线远离法线，当人逆着折射光线的方向看时，看到的是池底变浅的虚像，故D错误。

故选：A。

2．（2021•连云港）在“探究平面镜成像的特点”时，下列说法正确的是（　　）

A．物体在平面镜中所成的像是虚像 

B．当物体远离平面镜时，它在镜中的像将变小 

C．如果物体比平面镜大，则物体在镜中的像不是完整的像 

D．用一块不透明的木板挡在平面镜与像之间，像就会被遮挡住

【解析】解：A、根据平面镜成像的特点物体在平面镜中所成的像是虚像，故A正确；

B、物体在平面镜中所成的像与物体的大小一样大，所以把点燃的蜡烛远离玻璃板时，它在镜中的像将不变，故B错误；

C、如果物体比平面镜大，此时物体在平面镜中所成的像仍然是完整的，故C错误；

D、平面镜成的是虚像，像是反射光线的反向延长线会聚形成的，不是实际光线照到像点，所以镜子背面放什么物体都不会影响成像；所以如果用一块不透明的挡光板挡在像的前面，是不会影响成像的，故D错误。

故选：A。

3．（2021•苏州）提词器是由一个高亮度显示器和一块与其成45°角的专用镀膜玻璃组成，镀膜玻璃将显示器上的文稿内容反射到演讲者前方。如图当演讲者前方呈现“爱我中华”四个字时。他直接看显示器会看到（　　）

A． B． C． D．

【解析】解：当演讲者前方呈现“爱我中华”四个字时，这四个字是显示器通过平面镜所成的像，由于像与物体关于镜面是对称的，所以他直接看显示器会看到D的内容。

故选：D。

4．（2021•扬州）下列光现象中，由于光的反射形成的是（　　）

A．皮影 B．笔在水面处“折断”

C．水中“倒影” D．三棱镜分解白光

【解析】解：A、皮影属于影子，影子的形成说明光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播的，由于光的直线传播，被物体挡住后，物体后面就会呈现出阴影区域，就是影子，故A错误。

B、从水中笔上反射的光从水中斜射入空气中时，发生折射，折射光线远离法线，当人逆着折射光线的方向看时，看到的是笔的虚像，比实际位置偏高，所以感觉折断了，故B错误；

C、平静水面上塔的倒影，属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，故C正确；

D、三棱镜分解白光属于光的色散现象，其原理是光的折射，故D错误。

故选：C。

5．（2021•无锡）下列图示的现象中，可用“光的直线传播”解释的是（　　）

A．筷子在水面处“断”了 

B．小孔成像 

C．雨后天空中出现彩虹 

D．山在水中的“倒影”

【解析】解：A.筷子在水面处“断”了，是光的折射现象，故A错误；

B.小孔成像，是由光沿直线传播形成的，故B正确；

C.雨后天空中出现彩虹，是光照射到空气中的小水滴上发生的折射现象，故C错误；

D.山在水中的“倒影”，是平面镜成像，属于光的反射现象，故D错误。

故选：B。

1.探究“光的反射规律”时，某实验小组设计了如图所示的实验。

（1）实验中为了使光线能在纸板上显示出来，他们应该采取的操作是　 　（选填“A”或“B”）。

A．让光束垂直纸板射到O点

B．让光束贴着纸板射到0点

（2）根据上表实验数据得出结论：在光的反射现象中，反射角　  　入射角。

（3）若将一束光沿FO方向射到O点，光将沿图中的OE方向射出，说明在光的反射现象中光路是　  　的。

【答案】（1）B；（2）等于；（3）可逆。

【解析】（1）此实验为了使光线能在纸板上显示出来，应该采取的操作是使光束贴着纸板射到O点，即选项B的说法符合题意；

（2）分析表中反射角和入射角的数据可知：光反射时，反射角等于入射角；

（3）若将一束光贴着纸板沿FO方向射到O点，光将沿图中的OE方向射出，该现象说明：在反射时，光路是可逆的；

故答案为：（1）B；（2）等于；（3）可逆。

2.图甲是小明探究光的反射规律的实验装置图。

（1）该实验中，纸板A、B的作用是　      　（写出一条即可）。

（2）让入射光线沿FO方向射入，则发现反射光线沿　   　方向射出。

（3）实验结束后，小明想继续探究平面镜成像的特点，装置如图乙，却发现点燃蜡烛A，在平面镜后移动未点燃的蜡烛B，根本无法透过平面镜看到蜡烛B．小明可用　   　代替平面镜，让实验顺利完成。

（4）实验结束时，小华将一枚硬币放在竖直的平面镜前，硬币的像在a处，如图丙。现将平面镜移至图丁位置，硬币的成像情况是　  （填字母代号）。

A．硬币成像在a处

B．硬币成像在b处

C．硬币成像在c处

D．硬币无法通过平面镜成像

【答案】（1）显示光路；（2）OE；（3）玻璃板；（4）A。

【解析】（1）探究光反射实验时，纸板A、B的作用有两个：①可以通过纸板观察光的传播路径；②还可以探究入射光线、反射光线、法线是否共面；

（2）让入射光线沿FO方向射入，根据光的反射中，光路是可逆的可知，反射光线沿OE方向射出；

（3）因为玻璃板是透明的，能在观察到A棋子像的同时，还可以透过玻璃清楚的看到放在后面的蜡烛B，便于确定像的位置，所以可以用玻璃板来代替平面镜；

（4）平面镜所成的像与物关于平面镜对称，硬币的位置不变，将平面镜平移，平面镜仍在原来像与成像物体对称轴上，像的位置不变，硬币成像仍然在a处，故选A；

故答案为：（1）显示光路；（2）OE；（3）玻璃板；（4）A。

3.“探究光的反射规律”的实验装置如图甲所示，平面镜放在水平桌面上，标有刻度（图中未画出）的白色纸板ABCD能绕垂直于CD的ON轴翻转，在纸板上安装一支可在纸板平面内自由移动的激光笔。

（1）实验前，应将纸板　  　放置平面镜上；移动激光笔，使入射光束绕入射点O沿逆时针方向转动，可观察到反射光束沿　 　时针方向转动；

（2）移动激光笔，使入射角为45°，测得反射角也为45°，由此就得出“光反射时，反射角等于入射角”的结论你认为有何不妥之处？　                              　；

（3）如图乙所示，将纸板右半部分绕ON向后翻转任意角度，发现纸板上均无反射光束呈现此现象说明了：　                                　；

（4）在图甲中，若将纸板（连同激光笔）绕CD向后倾斜，此时反射光束　 　（选填字母符号）。

A．仍在纸板上呈现

B．被纸板挡住

C．在纸板前方

（5）实验结束后，同组的小明和小刚都想从镜子中看到对方的眼睛，而不想让对方看到自己的眼睛，结果他俩谁都没有能做到，你认为没有能做到的原因是　                   　。

【答案】（1）垂直；顺；（2）一次实验得到的结论具有偶然性；（3）反射光线、入射光线和法线在同一平面内；（4）C；（5）反射时，光路是可逆的。

【解析】（1）白色纸板ACDB应垂直放置于平面镜上，这样反射光线才可以在硬纸板上呈现；

如图甲，移动激光笔，使入射光束绕入射点O沿逆时针方向转动，则入射角增大，反射角也增大，则反射光线会远离法线，即反射光线将会顺时针转动；

（2）因为一次实验具有有很大的偶然性，所以不能只由一组数据就得出结论，应改变入射角的度数进行多次实验。

（3）如图乙所示，将纸板右半部分绕ON向后翻转任意角度，发现纸板上均无反射光束呈现。此现象说明了反射光线、入射光线和法线在同一平面内；

（4）在图甲中，若将纸板（连同激光笔）绕CD向后倾斜，而法线始终垂直于平面镜，则反射光线、入射光线、法线所在的平面也垂直于平面镜，所以可知反射光束在纸板前方，故应选C。

（5）因为反射时，光路是可逆的，所以小明和小刚都能从镜子中看到对方的眼睛，而不想让对方看到自己的眼睛是做不到的。

故答案为：（1）垂直；顺；（2）一次实验得到的结论具有偶然性；（3）反射光线、入射光线和法线在同一平面内；（4）C；（5）反射时，光路是可逆的。

4.在“探究光反射时的规律”实验中，将一块平面镜平放在水平桌面上，再把一张硬纸板竖直放在平面镜上，用激光笔将一束光贴着纸板射到平面镜上，用直尺和笔描出光线的传播路径。

（1）上述实验中硬纸板的作用是______；

（2）为了探究完整的反射规律，还需要用到的器材是______。

【答案】（1）显示光的传播路径；（2）量角器。

【解析】（1）根据题意可知，上述实验中硬纸板的作用是能够间接的在纸板上看到光的传播途径，即显示光的传播路径；

（2）“探究光反射时的规律”实验的目的有：探究反射光线和入射光线是否共面；反射光线与入射光线是否位于法线两侧；反射角与入射角的大小关系。

实验中采用可折转的纸板，可以探究反射光线、入射光线是否共面，可以探究反射光线与入射光线是否位于法线两侧；要想探究反射角与入射角的大小关系，则需要使用量角器量出反射角和入射角的大小，然后进行比较，所以还需要用到的器材是量角器。

故答案为：（1）显示光的传播路径；（2）量角器。

5.为了探究光反射时的规律，同学们进行如图所示的实验。

（1）为了完成实验，需要的测量工具是　   　。

（2）把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张纸板ENF　   　地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面。

（3）如图甲所示，使一束光贴着纸板射到O点，经平面镜反射后，沿另一方向射出。图中∠r是　   　（填“入射”或“反射”）角。

（4）当入射角增大时，反射光线　   　（填“靠近”或“远离”）平面镜。

（5）下表是实验中记录的数据：

分析实验数据可知：反射角　   　入射角。

（6）如图乙，把纸板NOF向前折或向后折，在纸板上都不能看到反射光线，说明：反射光线、入射光线和法线　   　。

【答案】（1）量角器；（2）竖直；（3）反射；（4）靠近；（5）等于；（6）在同一平面内。

【解析】（1）因为实验时要测量反射角和入射角的大小，所以需要量角器；

（2）法线在纸板上，当把纸板ENF竖直地立在平面镜上，法线与镜面垂直，入射光线、法线、反射光线在同一平面内，如果纸板与平面镜不垂直，则镜面的法线不在纸板上，入射光沿纸板照射后，反射光线不在纸板上，则我们在纸板上看不到反射光线；

（3）垂直镜面的是法线，射向镜面的光线为入射光线，离开镜面的光线为入射光线，入射光线与法线的夹角是入射角，反射光线与法线的夹角为反射角；

由图甲知OE为入射光线，OF为反射光线，∠r是反射角；

（4）当入射角增大时，反射角也增大，反射光线靠近平面镜；

（5）根据表中的数据可以得出结论：反射角等于入射角。

（6）把纸板NOF向前折或向后折，纸板F与E不在同一平面内，在纸板F上不能看到反射光线，由此得出反射光线、入射光线和法线在同一平面内的结论。

故答案为：（1）量角器；（2）竖直；（3）反射；（4）靠近；（5）等于；（6）在同一平面内。

6.“探究光的反射规律”的实验装置如图甲所示平面镜放在水平桌面上，标有刻度（图中未画出）的白色纸板ABCD，能绕垂直于CD的ON轴翻转，在纸板上安装一支可在纸板平面内自由移动的激光笔。

（1）实验前，应将纸板______放置于平面镜上移动激光笔，使入射光束绕入射点O沿逆时针方向转动，可观察到反射光束沿______时针方向转动；

（2）移动激光笔，使入射角为45°，测得反射角也为45°．由此就得出“光反射时，反射角等于入射角”的结论你认为有何不妥之处？______；

（3）如图乙所示，将纸板右半部分绕ON向后翻转任意角度，发现纸板上均无反射光束呈现。此现象说明了：______；

（4）在图甲中，若将纸板（连同激光笔）绕CD向后倾斜，此时反射光束______。

A．仍在纸板上呈现

B．被纸板挡住

C．在纸板前方

【答案】垂直；顺；一次实验得到的结论具有偶然性；反射光线、入射光线和法线在同一平面内；C。

【解析】（1）白色纸板ABCD应垂直放置于平面镜上，这样反射光线才可以在硬纸板上呈现；

如图甲，移动激光笔，使入射光束绕入射点O沿逆时针方向转动，则入射角增大，反射角也增大，则反射光线会远离法线，即反射光线将会顺时针转动；

（2）因为一次实验具有有很大的偶然性，所以不能只由一组数据就得出结论，应改变入射角的度数进行多次实验。

（3）如图乙所示，将纸板右半部分绕ON向后翻转任意角度，发现纸板上均无反射光束呈现。此现象说明了反射光线、入射光线和法线在同一平面内；

（4）在图甲中，若将纸板（连同激光笔）绕CD向后倾斜，而法线始终垂直于平面镜，则反射光线、入射光线、法线所在的平面也垂直于平面镜，所以可知反射光束在纸板前方，故应选C。

故答案为：（1）垂直；顺；（2）一次实验得到的结论具有偶然性；（3）反射光线、入射光线和法线在同一平面内；（4）C。

7.小红利用如图装置“探究平面镜成像特点”的实验： （1）实验中她选择用透明薄玻璃板代替平面镜是为了         。

（2）她多次改变蜡烛 A 的位置进行实验，观察及测量距离之后，小红得到初步结论：像和物关于平面 镜        。

（3）她将光屏放在蜡烛 B 的位置上，在光屏上没有看到蜡烛 A 的像，这是因为平面镜成                。

【答案】（1）便于确定像的位置；（2）对称；（3）虚像。

【解析】（1）用透明的玻璃板代替平面镜，在物体一侧能看到物体的像，同时还能看到代替物体的另一个 物体，便于确定像的位置；

（2）物体在平面镜中成虚像，物像大小相等，物像连线与镜面垂直，物像到平面镜的距离相等，即：平面镜所 成的像与物关于平面镜对称；

（3）光屏不能接收虚像，只能接收到实像，而平面镜所成的像是虚像，所以光屏放在蜡烛 B 的位置上，在光屏 上没有看到蜡烛 A 的像。

故答案为：（1）便于确定像的位置；（2）对称；（3）虚像。

8.某科学兴趣小组用如图所示装置研究平面镜成像特点。探究像距与物距关系时的实验步骤如下：

①在水平桌面上铺上白纸，将玻璃板竖立在白纸中间位置，记下玻璃板的位置；

②将点燃的蜡烛放在玻璃板前面，再拿另一支大小相同的未点燃的蜡烛竖立在玻璃板后面移动，直到看上去它跟玻璃板前面那支蜡烛的像完全重合，用笔记下两支蜡烛的位置；

③移动点燃的蜡烛到另一个位置，重复上述实验；

④用直线连接每次实验中的蜡烛和它的像的位置，用刻度尺测量出每次的物距和像距，记录数据如表。

（1）等效替代法是指在研究中，因实验本身的限制，要用与实验对象具有相似或共同特征的对象来替代的方法。本实验中用到的等效替代法具体体现在______ 。

（2）分析表格中的数据，可得出的结论是______ 。

（3）实验中，有同学用一张白纸挡在玻璃板和像之间，你认为该同学还能观察到蜡烛的像吗？并说出你的理由。______ 。

【答案】用未点燃的蜡烛替代像；像距等于物距；能；平面镜成像的原理是光的反射所成的虚像。

【解析】（1）本实验中用到的等效替代法具体体现在用未点燃的蜡烛替代像；

（2）根据表格数据分析可得像距等于物距；

（3）用一张白纸挡在玻璃板和像之间，该同学还能观察到蜡烛的像，因为平面镜成像的原理是光的反射所成的虚像。

故答案为：（1）用未点燃的蜡烛替代像；（2）像距等于物距；（3）能，平面镜成像的原理是光的反射所成的虚像。

9.如图1所示，用两根完全相同的蜡烛和一块厚玻璃板探究“平面镜成像的特点”。

（1）用透明玻璃板代替平面镜的目的是可以确定像的 　   　。实验中有同学从蜡烛一侧透过玻璃板看到像有“重影”，其原因可能是玻璃板的前后表面都发生了光的 　   　射。改善“重影”问题的办法是 　   　。解决问题后，移动点燃的蜡烛，多次测量并分析得出结论。

（2）小明发现上述实验中难于准确测量像和物到玻璃板的距离，且未用大小不同的物体进行多次实验，就得出了像与物大小的关系，于是他换用一些完全相同的木块进行实验。

①如图2甲所示，将一组木块置于玻璃板前，改变该组木块的位置，进行三次实验，用笔在白纸上标记出每次像和物的位置，如图2乙所示。根据对应顶点就能准确测出相应的距离，再将白纸沿 　   　（选填“EF”或“GH”）对折，若像和物的对应顶点都 　   　，则证明平面镜所成的像和物具有对称性。

②如图3所示，用叠加的方法改变物的大小进行实验，记录数据如下表。分析可知平面镜所成的像与物的大小 　   　。

（3）某小组在较暗的环境中实验时，发现木块的像较暗、不易辨识，联系日常照镜子的经验，解决方法是 　   　（选填“照亮木块的像”或“照亮木块”）。

【答案】（1）位置；反；用较薄的玻璃板；（2）①GH；重合；②相等；（3）照亮木块。

【解析】（1）透明的玻璃板，可以观察到玻璃板的另一侧，便于观察并确定像的位置；

玻璃板的前后表面都会发生反射现象，造成重影；

玻璃板如果薄，两个像距离近，测量误差小，实验效果好，所以为了改善“重影”，可以选择较薄的玻璃板；

（2）①实验中应该将实验数据沿平面镜的位置对折，即为GH，若像和物的对应顶点都重合，说明平面镜所成的像和物具有对称性；

②分析表格数据可知，玻璃板前后木块的个数始终相等，说明平面镜所成的像与物的大小相等；

（3）物体成像要清晰，就必须让木块有足够光线射向平面镜才能成像，所以应该照亮木块。

故答案为：（1）位置；反；用较薄的玻璃板；（2）①GH；重合；②相等；（3）照亮木块。